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分析:影响IP电话语音质量的因素

时间:2017-03-02 19:07 作者:IP电话 分享到:

影响IP电话语音质量的因素对企业用户来讲,可信赖的连接和高质量的IP话音十分重要。IP网络IP电话只有具备与PSTN(传统电话网)相当的质量,用户才会考虑使用。

网关设备性能指标和网络承载的业务量状况,是决定IP电话语音质量的两个基本要素。也就是说,取决于语音网关的性能和网络的带宽两方面的条件。
一、语音网关的性能:
IP电话要得到较好的话音质量,首先在语音网关的选择上必须考虑以下几方面的问题:网络时延与抖动、语音编码和回波抑制。
1、网络时延与抖动时延是影响话音质量的主要原因,还会造成回音。企业在选定语音网关产品时,一定要了解其时延。
IP电话的时延由三部分组成:编/解码及压缩时延、缓存时延、数据包传送时延。其中,编/解码及压缩时延、缓存时延是由网关带来的,数据包传送时延则要由带宽情况决定。
(1)编/解码及压缩时延,约占总时延的一半,例如G.723.1编码机制,固有30ms的时延,该时延是话音转换为数字化信号所需的时延,之后经过压缩、打包,再被送到广域网,又需要2ms多。因而采用G.723.1编码的网关时延至少有32ms,在另一端也同样。
(2)缓存时延,是为减少抖动而产生的。由于IP包经由不同的路径到达目的地,有可能不是按顺序到达,因而会产生抖动。通常在接收端用抖动缓存来消除,但会带来附加的时延。一般需要一个50-100 ms的缓存来存放数据包,并在把它们送给受话人之前重新排序。如果网络已经运载了大量的突发数据业务,则需要一个更大的缓存。减少缓存等待时间以降低时延是每个用户所希望的,但需要找到一个平衡点;若把缓存的等待时间降低,有些话音将不能按时到达,这样会遗漏信息包而使话音出现断续现象。
IP电话语音质量在企业专网上比在公众网上优越的原因,是由于在企业网上可以将语音包的优先级设定高于普通包,使抖动可以有较好的控制。
(3)数据包传送时延,,主要由传输介质所决定。一般线路时延大致如下:以太网一般小于10ms; ADSL(市内)为10~20ms;xDSL、微波为10~20ms;海底电缆、光纤一般小于40ms;卫星(单跳)为540ms。

2、语音编码
考察语言编码需综合考虑MOS(平均评价分)值、处理时延和编码速率。许多网关采用可变速率话音编码,根据可得到的信道带宽自动调节话音压缩编码速率,较好地解决数据包丢失问题,不至于使语音质量严重下降。通过语音压缩编码技术和DSP的自适应算法,可保证使IP话音达到与传统电话相似的通话品质。
语音压缩编码方面主要面临的是标准化问题,上海伟功网络通信公司的WG2000网络IP电话能够支持G.711,G.723.1,G.729A,G.726,G727, NetCode等多达20余种语音压缩标准,并可以按需动态调整。
3、回波抵消
当回声的延迟超过45 ms,会对通话造成很大干扰,需要采用回波抵消。由于VoIP存在较大的时延,回声问题不可忽视,在网关设备中必须采用DSP技术实现回波抵消。而上海伟功网络通信的WG2000系列网关产品利用G.168标准,很好的解决了回声问题。
通常PSTN网的时延要求是小于300ms,而IP电话语音在时延400ms的范围内,均不影响语音质量。
IP语音网关本身产生的时延为:编码时延25ms;加载时延2.5ms;抖动抑制缓冲时延50ms;一台路由设备队列6ms。共计:83.5ms。
可见,IP语音网关本身的时延不影响语音效果,关键还是要看数据传输的带宽。

二、网络的带宽:
如果企业网的原有带宽只能供已有的数据业务使用,在增加IP电话系统后,则需要增加带宽。在语音网关性能特点较好的情况下,减少时延的一个确定和可行的办法就是——保证足够的带宽;带宽能够保证,话音质量就容易保证。
1、语音传输速率:
网络所需带宽由语音速率和话务量决定。值得注意的是:那些所谓低的速率实际上没有象所说的那么低。这是因为在VoIP电话的每个数据包中含有40字节的RTP/UDP/IP 包头,它会把6.3 Kbps的传输速率增加到17 Kbps。而上海伟功的IP语音网关产品在一个IP包中封装多个语音UDP包,提高了IP包的利用率;所以,每路话音最终速率约为15Kbps,却有效地提高了语音传输的效率。
2、静音抑制
为提高信道利用率,还可以在语音网关上采用静音抑制技术——保证只有在通话双方确实讲话时才占用带宽。实际上,人们在打电话时,仅有27—40%的时间在讲话,静音抑制技术把不说话的时间去除,只保留含有信息的部分;讲话停顿时,话音传输所占用的带宽被自动释放。伟功网关产品根据G.723附录A、 G.729附录、VAD、CNG等标准,成功地实现了静音抑制。
另外,为保证白天网络负载峰值时的话音质量,除增加带宽外,还可以采取由网管控制、避开通话高峰期,在下班后或夜间传送数据文件等办法。
伟功网关产品可以利用RSVP(资源保留协议)和Diff-server等技术保证系统的服务质量(QoS),在综合运用上述技术的基础上最大程度地提高语音质量。

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